醫院網絡組建與設計

孫亮

隨著大數據、云計算、互聯網等技術的快速發展，人們已經進入到了信息化、智能化和共享化時代。醫院作為一個互聯網信息化應用重要領域，目前已經開發了許多應用軟件，包括門診掛號系統、病房管理系統、藥品管理系統、影像拍攝系統等，同時還購置了許多的計算機硬件設備，比如路由器、服務器、交換機等，建設了一個先進的局域網，不僅可以為醫院內部的醫生、護士、管理人員提供數據業務操作支撐，還可以為患者等訪客提供信息化接入模式。徐州醫科大學附屬醫院作為徐州市的一個重大項目，占地面積高達150畝，規劃總建筑面積30萬平方米，一期預計投資也達到了12億元人民幣，同時建設了容納1200張病床的大樓及醫療輔助設施，因此為了提高徐州醫科大學附屬醫院的信息化水平，本文提出構建一個先進的醫院網絡，建設一個專業的機房系統，保障徐州醫科大學附屬醫院的信息軟件正常可靠運行。

一、醫院網絡拓撲架構常用模式

醫院網絡拓撲架構常用模式很多，本文通過總結，目前主流拓撲架構模式包括三種，分別是星型架構、總線型架構、網狀型架構。

（一）星型架構。星型結構以中央節點為中心，使用獨立的線路將中央節點和其他各個節點集成在一起，相鄰的節點之間可以通過中心節點實現數據共享。星型架構采用交換機或集線器作為網絡的中央節點，每一臺計算機終端或服務器都可以通過使用網卡連接到中央節點，各個節點呈現出一個星型狀態分布。星型架構的網絡拓撲架構建設簡單，已經成為互聯網應用的重要模式，得到了許多醫院的推廣和普及。

（二）總線型架構。總線型架構中所有的網絡節點都與總線直接連接，利用同軸電纜或雙絞線等傳輸數據，目前也采用光纜作為總線傳輸數據。總線型網絡拓撲架構不需要外聯設備，直接使用一條總線實現數據連接，所有的組網費用都非常低，這種網絡節點共用總線帶寬資源，傳輸速度上可以隨著接入網絡的用戶增多下降，總線型架構的網絡用戶擴展比較靈活，如果需要擴展用戶僅需要添加一個接線器即可，但是由于局域網沖突比較大，因此連接的用戶數量非常有限，單個節點失效不會影響整體網絡通信，但是如果總線一斷就會導致部分節點無法正常通信。

（三）網狀型架構。網狀型架構是指可以將各個幾點通過傳輸線連接在一起，每一個節點都可以與其他兩個節點相互連接，網狀拓撲結構的設備具有較高的可靠性，但是網狀結構的連接非常復雜，管理和維護也需要浪費很多的資源。網狀型拓撲架構也擁有許多的優勢，網絡通信可靠性高，任意兩個交換機之間都存在一條數據傳輸線路，因此通信路徑比較多，如果一條路徑發生了故障，此時就可以通過另外一條線路經信息發送給交換機。網狀型架構可以采用多種信道和多種傳輸速率，網內的服務器或終端節點可以實現信息共享，改善線路的負載強化信息流量分配，能夠幫助用戶選擇最佳的路徑，傳輸的延遲也非常小。

二、醫院分層網絡拓撲結構設計

徐州醫科大學附屬醫院東院信息中心機房應達到《電子信息系統機房設計規范》（GB50174—2008）規定的A級機房標準，因此機房的設計須考慮到現在的需要和未來的發展，應具有一定的擴展性。機房的設計按使用時間滿足5—10年的發展需要考慮。機房的建設需滿足先進性、可靠性、規范化、安全性、可擴展性、實用性和經濟性。網絡拓撲架構需要采用成熟的技術，保證機房通信網絡的先進性，達到國家A級的機房建設標準。網絡拓撲架構可以保證業務應用，設計一個可靠的機房布局、結構設計、設備選型，關鍵設備還需要采用冗余設計，保證數據通信的安全性。網絡拓撲架構設計也需要嚴格遵循國家的規范和機房的相關標準。網絡拓撲結構還需要具有可擴展性，便于計算機系統的增加、升級和改裝，利用先進的手段監控網絡機房，同時節約成本，著眼于近期目標和長期發展，選用先進的設備，進行最佳性能的組合，建設現代化機房。

因此，綜合上述要求，徐州醫科大學附屬醫院網絡拓撲架構采用層次模式，將醫院網絡自頂向下劃分為三個關鍵層次，分別服務層、傳輸層和骨干層。服務層部署的設備非常多，均為各類型服務器，比如Web服務器、數據庫服務器、光纖存儲服務器，能夠保存各類型患者數據、醫生數據、藥物數據、病房數據、診斷治療方案數據等，這些數據可以為門診掛號系統、病房管理系統、藥品管理系統、影像拍攝系統等提供強大的應用支撐。傳輸層可以實現數據存儲轉發，這些設備包括交換機和路由器，能夠實現數據的交換處理、路由轉發等功能，提高了數據傳輸的效率和速度，同時傳輸層還可以實現網絡的擴展和冗余設計，能夠利用多臺交換機和路由器實現冗余傳輸，保證徐州醫科大學附屬醫院網絡的可靠性和安全性。骨干層可以部署光纜線路和光網絡單元設備，這些設備包括OLT、ONU和ODN，能夠實現數字信息和光纖信號的轉換，提高了互聯網數據信息的傳輸功能，保證網絡數據的傳輸速率非常快，如圖1所示。

醫院分層網絡拓撲結構設計完畢之后，關鍵設備包括交換機、路由器和服務器，還有一些冗余設計規則，能夠保證醫院網絡的可擴展性、可靠性和安全性。路由器是醫院網絡的一個重要節點，其可以將醫院網絡與互聯網連接在一起，設置一個路由網絡的完整性，路由器可以采用一定的轉發策略確定數據路由轉發，路由器也來源于互聯網的各個信息節點，能夠實現數據不同網絡的連接操作，基于TCP/IP協議可以完成數據傳輸操作功能。路由器采用的傳輸協議較多，因此會導致網絡傳輸瓶頸，為了解決這個問題，人們提出了三層交換機。交換機可以完成數據存儲轉發操作，并且引入了三層路由協議功能，可以實現局域網和廣域網之間的數據交換工作。三層交換機工作于TCP/IP協議的數據鏈路層，能夠按照端口地址表查找數據傳輸的位置，這樣就可以準確的確定MAC地址和交換機端口，以便能夠實現交換機內部傳輸矩陣的發送操作，如果發送的數據包地址不在地址表中，就可以利用廣播操作，將數據包發送到所有的接口，實現數據學習操作。服務器可以實現信息存儲，構建大型的云存儲中心，實現信息加工和處理，保證光網絡內容的豐富性和多樣性，進一步提高光網絡單元的容載能力。醫院網絡的智能手機等無線設備可以通過WiFi、4G或5G網絡接入，實現無線網絡和有線網絡的分層混用，進一步改進網絡的共享能力。

三、結語

云計算、大數據和光纖通信的快速發展，促進了醫院業務的智能化、共享化，能夠有效提升醫院的工作效率，進一步改進醫療診斷服務質量，提高患者的滿意度，具有重要的作用和意義。醫院網絡作為信息化發展的重要載體，利用分層模式組件一個多模式的網絡就可以提升數據傳輸速度，還可以提高骨干網絡的可擴展性和冗余性，進一步改進醫院網絡的管理便捷化水平，具有一定的作用和意義。